【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的長方形木板靜止在光滑水平面上,木板的左側(cè)固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,木板的右側(cè)用一根伸直的并且不可伸長的輕繩水平地連接在豎直墻上。繩所能承受的最大拉力為T0一質(zhì)量為m的小滑塊以一定的速度在木板上無摩擦地向左運動,而后壓縮彈簧。彈簧被壓縮后所獲得的彈性勢能可用公式Ep=kx2計算,k為勁度系數(shù),z為彈簧的形變量。

1)若在小滑塊壓縮彈簧過程中輕繩始終未斷,并且彈簧的形變量最大時,彈簧對木板的彈力大小恰好為T,求此情況下小滑塊壓縮彈簧前的速度v0;

2)若小滑塊壓縮彈簧前的速度v0為已知量,并且大于(1)中所求的速度值求此情況下彈簧壓縮量最大時,小滑塊的速度;

3)若小滑塊壓縮彈簧前的速度大于(1)中所求的速度值v0,求小滑塊最后離開木板時,相對地面速度為零的條件。

【答案】1T23v0’= m>M

【解析】

(1)設(shè)此問題中彈簧的最大壓縮量為x0,則有:

彈力為:

解得:

(2)由于小滑塊壓縮簧前的速度大于(1)中所求的速度值v0,所以當(dāng)彈簧的壓縮量為x0時,小滑塊的速度不為零。設(shè)彈簧的壓縮量為x0時,小滑塊的速度為v,

則有:

聯(lián)立解得:

(3)此后細(xì)繩被拉斷,木板與滑塊(彈簧)組成的系統(tǒng)動量守恒,當(dāng)彈簧的壓縮量最大時,木板和小滑塊具有共同速度,設(shè)共同速度為V

根據(jù)動量守恒:

聯(lián)立解得:

木板與小滑塊通過彈簧作用完畢時,小滑塊相對地面的速度應(yīng)為0,設(shè)此時木板的速度為V1,并設(shè)小滑塊壓縮彈簧前的速度為,繩斷瞬間小滑塊的速度為v,則有

根據(jù)動量守恒:

mv=MV1

能量守恒:

解得小滑塊最后離開木板時,相對地面速度為零的條件:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一對帶電平行金屬板A、B與豎直方向成角放置,兩板間的電勢差。B板中心有一小孔正好位于平面直角坐標(biāo)系xoy的坐標(biāo)原點O點,y軸沿豎直方向,F(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子P,其比荷為,從A板中心處靜止釋放后,沿垂直于金屬板的直線進(jìn)入x軸下方第四象限的勻強(qiáng)電場E中,該勻強(qiáng)電場方向與A、B板平行且斜向上。粒子穿過電場后,從Q點(0,-2)離開電場(Q點圖中未標(biāo)出),粒子的重力不計。試求:

(1)粒子從O點進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的速度v0

(2)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的定滑輪與沙漏a連接,連接b的一段細(xì)繩與斜面平行。在a中的沙子緩慢流出的過程中,a、b、c都處于靜止?fàn)顟B(tài),則(

A.bc的摩擦力一定減小

B.bc的摩擦力方向可能平行斜面向上

C.地面對c的摩擦力方向一定向右

D.地面對c的摩擦力一定減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某科技創(chuàng)新小組的同學(xué)測定一水果電池(電動勢大約1.5 V、內(nèi)阻約為1100Ω)的電動勢和內(nèi)阻,實驗原理如下圖中的甲、乙所示(甲、乙兩圖中電壓表內(nèi)阻約為3000Ω,電流表內(nèi)阻約為20Ω),應(yīng)該選擇________________(填)電路比較合適。通過調(diào)節(jié)滑動變阻器得到多組U、I數(shù)據(jù),依據(jù)U,I數(shù)數(shù)據(jù)繪得的圖象如圖丙,則電動勢為________V,內(nèi)阻為________________Ω(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。實驗中測量的電池內(nèi)阻結(jié)果與真實值相比________偏大”“偏小不變)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖(a)實驗可粗略測量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置,管內(nèi)塞有潮濕小棉球,實驗者從玻璃管的一端A吹氣,棉球從另一端B飛出,測得玻璃管內(nèi)部截面積S,距地面高度h,棉球質(zhì)量m,開始時的靜止位置與管口B的距離x,落地點C與管口B的水平距離l。然后多次改變x,測出對應(yīng)的l,畫出l2-x關(guān)系圖線,如圖(b)所示,并由此得出相應(yīng)的斜率k

1)若不計棉球在空中運動時的空氣阻力,根據(jù)以上測得的物理量可得,棉球從B端飛出的速度v0________。

2)假設(shè)實驗者吹氣能保持玻璃管內(nèi)氣體壓強(qiáng)始終為恒定值,不計棉球與管壁的摩擦,重力加速度g,大氣壓強(qiáng)p0均為已知,利用圖(b)中擬合直線的斜率k可得,管內(nèi)氣體壓強(qiáng)p________。

3)考慮到實驗時棉球與管壁間有摩擦,則(2)中得到的p與實際壓強(qiáng)相比________(填偏大、偏。。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)電場中三點A、B、C是一個三角形的三個頂點,,,已知電場線平行于所在的平面,一個電荷量的點電荷由A移到B的過程中,電勢能增加了,由B移到C的過程中電場力做功,下列說法正確的是(

A. BC兩點的電勢差為

B.該電場的電場強(qiáng)度為

C.正電荷由C點移到A點的過程中,電勢能增加

D.A點的電勢低于B點的電勢

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【題目】某同學(xué)在探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系的實驗中,測得圖中彈簧OC的勁度系數(shù)為500 N/m。如圖甲所示,用彈簧OC和彈簧秤a、b探究求合力的方法實驗。在保持彈簧伸長1.00 cm不變的條件下。

(1)若彈簧秤a、b間夾角為90°,彈簧秤a的讀數(shù)是______N(圖乙中所示),則彈簧秤b的讀數(shù)可能為________N。

(2)若彈簧秤a、b間夾角大于90°,保持彈簧秤a與彈簧OC的夾角不變,減小彈簧秤b與彈簧OC的夾角,則彈簧秤a的讀數(shù)________、彈簧秤b的讀數(shù)________(變大”“變小不變”)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某發(fā)電機(jī)輸電電路的簡圖如圖所示,發(fā)電機(jī)的矩形線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的水平勻強(qiáng)磁場中,線框面積為S=0.5m2,匝數(shù)為100匝,電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸OO'以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動,并與升壓變壓器的原線圈相連,升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比110,降壓變壓器的副線圈接入到小區(qū)供生活用電,兩變壓器間的輸電線等效電阻R=10Ω,變壓器均為理想變壓器。當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率為時,此時電壓表的示數(shù)為250V,燈泡220V正常發(fā)光。求:

(1)線圈角速度的大小;

(2)輸電線上損失的功率;

(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,下列說法正確的是

A. 質(zhì)點振動頻率是4Hz

B. 10s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20cm

C. 4s末質(zhì)點的速度是零

D. t1st3s兩時刻,質(zhì)點位移大小相等,方向相同

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